1.3 示波器

1.3.1 单踪示波器

电子示波器是调试、检验、修理各种电子仪表设备时所不可缺少的工具，随着各种换能技术的应用与发展，已使得温度、压力、振动、速度、声、光、磁等非电量的物理量，可以转换为便于观察、记录和测量的电量，并以电子信号形式显示在电子示波器的屏幕上。家用维修中通常用示波器测量信号波形和信号有无等。

单踪示波器的型号种类较多，本节讲解专为无线电修理设计的BS-7701/7702型多功能晶体管示波器。

1.BS-7701型示波器的主要技术指标

1）Y通道

带宽：DC 0～7MHz±3dB。

灵敏度：10mV/格。

衰减挡：10mV/STK-30/格，按1，3进制共分八挡，输入阻抗。

选购件：100:1 TV探头，可扩展到300V/格，最高测试峰-峰电压为3000V。

2）X通道

扫描速度：10ms/格～0.3μs/格，按1，3进制共分10挡。

带宽：10Hz～500kHz，-3dB。

灵敏度：500mV±150mV/格。

输入阻抗：1MΩ/40pF。

同步选择：正、负极性触发。

3）校准信号

自校采用100μs（10kHz），40mV（峰-峰值）方波进行校准，其频、幅精度优于±2%。

4）其他

示波管采用9SJ105Y14型矩形内刻度中余辉管，有效工作刻度8格（垂直）×10格（水平）（48mm×60mm）。

电源电压：220V/50Hz，18VA。

外形：145mm×200mm×300mm。

质量：5kg。

2. 面板介绍

图1-17所示是BS-7701型示波器的面板图。

① 矩形内刻度示滤管的显示屏：其工作面垂直刻度为8格，水平刻度为10格。

② 电源开关及指示灯：将该开关打向开，电源接通，指示灯亮，示波器进入工作状态。

③ 亮度调节钮：顺时针方向旋动，亮度增加，反之减弱直至光点消失。

④ 聚焦调节钮：调节聚焦钮使光点最小，或屏幕显示波形清晰。

⑤ Y位移调节钮：调节该钮可使光点垂直方向移动，顺时针方向旋动时，光点或波形向上移动，反之向下移动。一般应调到中间位置，顺时针方向或逆时针方向旋到头时，有可能使光点的扫描线偏出屏幕外而找不到光迹。

⑥ X位移调节钮：调节该钮可使光点或波形水平方向移动，顺时针方向旋动时光点或波形向右移动，反之向左移动，一般应该在中间位置。

⑦ 同步调节钮：调节该钮可使扫描周期和被测信号周期保持在整数倍，使屏幕上显示稳定的波形，只调一个同步钮就可很容易地使被测信号波形稳定地显示。在同步钮调节范围内，一般有几个同步点，因此调节起来非常方便。

⑧ 同步选择按钮：该按钮控制内同步信号的正负极性，当被测信号为正极性脉冲时，应放开按钮，即在“+”位置；当被测信号为负脉冲时应按下该钮，即在“-”位置。

⑨ 垂直通道（Y轴）衰减开关：用该开关可改变Y轴测程，其中八挡为10mV/格～30V/格，根据被测信号的幅度选择适当的挡位，若不知信号幅度大小，应尽量先放在大挡，然后逐渐减小挡位至屏幕显示合适的幅度，一般调节挡位使波形在垂直方向占4～5格为宜。第九挡为内部校正信号，频率为10kHz（周期100μs），幅度为40mV（峰-峰值）的方波信号输入Y轴，用该信号来检查示波器Y通道和X扫描的工作状态。

⑩ Y输入插座：被测信号由该插座输入Y放大器。⑪AC-DC选择按钮：按钮抬起（AC位置），被测信号经隔直电容输入Y通道，信号波形位置不受直流成分影响；按钮按下（DC位置），被测信号的交流分量和直流分量均输入Y通道，适合于观察变化缓慢的信号或比较信号的直流成分。⑫接地按钮：按钮抬起时，正常工作；按下时，Y放大器输入接地，便于寻找扫描基地。⑬扫描速度开关：扫描速度自10ms/格～0.1μs/格共10挡，根据被测信号频率的高低选择适当的扫描速度。当不知道被测信号频率时，可先放在扫描速度较慢的挡，调同步使屏幕显示稳定波形；若显示的波形过密，再增加扫描速度。因为在某扫描挡内至少要有一个被测信号的波形产生同步信号，不然仪器将无法同步。扫描速度开关的第一挡为X输入，这时，X输入插座与X放大器连接。⑭X输入插座：被测信号由此输入X放大器。

3. 使用前的准备

（1）将面板各旋钮置于下述位置。

Y位移调节钮居中：X位移调节钮居中；AC-DC选择按钮置于开（AC位置）；扫描速度开关置于X输入；垂直通道衰减开关置于10V/格；亮度调节钮顺时针旋到头。

（2）打开电源开关，电源指示灯亮，示波管屏幕上应有光点，调整亮度、聚焦调节钮，使光点最小，调Y位移调节钮，光点应能上下移动，调X位移调节钮，光点应左右移动，然后将光点调到屏幕中央（注意：上述操作应尽量迅速，不能长时间将光点停在一个固定位置，以免灼伤屏幕）。

（3）将垂直通道衰减开关置于校正位置，扫描速度开关置于0.1ms/格，调节同步钮使波形稳定；微调Y位移和X位移调节钮，应有如图1-18所示的波形在屏幕上出现，其垂直方向应占4格，水平方向有10个完整方波，这时BS-7701示波器便可投入正常使用。

4. 使用方法

1）在示波器屏幕上读数

本示波器采用矩形屏幕示波管，垂直方向（Y轴）为8 格，它表示被测波形的幅度。垂直通道衰减开关与万用表的测程开关相似，它用V/格或mV/格表示。被测信号在垂直方向所占的格值d乘以垂直衰减开关挡位c（cm/格或V/格），其积就是被测信号的幅值V，用公式表示：

水平方向（X轴）为10格，它表示时间，也用格为单位，扫描速度开关挡位B以ms/格或μs/格表示，被测信号一个完整波形（一个周期）所占的格值为t，则其周期T为：

为了提高测量精度，也可以用n个完整波形所占的格值t' 乘以扫速开关挡位B，其结果再除以n。

2）电压的测量

利用本示波器的Y轴放大器配合衰减开关，可以对幅度在10mV～240V之间的信号进行测量。

（1）直流电压测量。本机Y轴放大器频带是从DC开始的，故只要将AC-DC选择按钮按下，放在DC位置就可对直流电压进行测量，直流电压从Y输入，扫描基线放在中间。当直流电压输入时扫描线向上移为正电压，向下移为负电压，其值可用公式（1-1）计算，扫描线向上（或向下）偏移的格值乘以衰减挡位即可得出其电压值（X扫描开关可放在任意位置，如0.1ms/格挡）。

（2）交流电压测量。在工作中，常要测量交流信号的峰-峰之间或波形上某两点之间的电压幅值，这时应将信号从Y端输入，AC-DC选择按钮放AC（若被测信号频率很低时也可放在DC位置，但这时应注意其直流分量），调节Y衰减开关、X扫描速度开关和同步钮，使示波器得到稳定的波形，从屏幕上读出该信号峰-峰之间所占的格值d，其值乘以Y衰减开关挡位c（按公式（1-1）），即可求得其电压值。

以图1-19所示为例，其正弦信号的峰-峰所占的格值为4格，Y衰减开关在1V/格，则幅值Vp-p为：

Vp-p=4格×1V/格

应注意的是，上述测量结果是该正弦信号的峰-峰值，一般正弦信号用有效值Vrms表示，应按公式（1-3）换算。

若用本机100:1探头测量时，则测量结果乘以100。

（3）瞬时电压测量。它和交流分量电压测量的区别在于测量时要有一个基准电平线，通常以地电位作为参考点，具体方法如下。

将AC-DC选择按钮按下（放DC位置），将Y放大器输入接地，调Y位移调节钮，使扫描线移动到某一固定电平线上（这要根据被测信号极性和幅度决定）。为了方便，常使扫描线和某一格坐标重合（如图1-20所示，参考电平线和屏幕自下向上第二格坐标线重合）；在参考电平线确定以后，Y位移调节钮不能再动，以后一切测量均以此线为基准，信号送入Y输入端，调节扫描速度开关和同步钮使屏幕上得到稳定波形图1-20，若这时Y衰减开关在1V/格，则

A点瞬时电压=d1×1V/格=5×1=5V

B点瞬时电压=d3×1V/格=1×1=1V

交流分量VAC=（d1-d3）×1V/格=（5-1）×1=4V

直流分量VDC=d2×1V/格=3×1=3V

3）时间的测量

用扫描速度开关挡位值与屏幕上光点水平方向的偏转格值，可以测量信号的重复周期或波形上任意两点A和B之间的时间间隔，具体方法如下。

被测信号送Y输入端，调节Y衰减挡位、X扫描速度开关和同步钮使屏幕上得到稳定清晰波形，读出一个完整波形（一个周期）在水平方向上所占的格值t，如t=4格，X扫速开关为0.3ms/格，则其周期T=4格×0.3ms/格=1.2ms。

4）频率的测量

要测信号的重复频率f，方法同上，f=1/T，例如T=1.2ms，则f=1/（1.2×10-3）≈833.3Hz。

5. 应用举例

1）测量功放集成块的质量和放大倍数

测量175功放集成块，若用一般数字式或指针式万用表，因其频带宽度太狭（一般只有几百Hz），故无能为力；若用BS-7701示波器来测量就很容易。具体方法如下。

按图1-21所示连接好175功放集成块（必须加大于20cm×15cm×0.3cm散热片），采用±32V电源、BS-7701示波器、低频信发生器和8Ω假负载（功率大于50W）。

（1）检查小信号工作状态。

将信号源频率放在1kHz，BS-7701示波器X扫速开关放于0.3ms/格，Y衰减开关放于3V/格，逐步增大信号源输出，使BS-7701示波器屏幕上有3～4格幅度的波形，调节同步钮，使波形稳定。这时约有2W左右的输出功率，正品175均能正常工作，波形不失真，从示波器屏幕上显示的波形应该是正弦波，没有明显的失真；若是伪劣产品，波形失真严重，有的正弦波变成三角波，有的出现振荡。

（2）检查输出失调电压。

线路连接同上，将175功放集成块输入端对地短路，将BS-7701示波器AC-DC按钮按下（在DC位置），将Y衰减开关逐步减小至10mV/格挡，这时扫描线与零线的偏转格值应小于5格，即5格×10mV/格=50mV。正品175均能满足输出失调电压小于50mV的要求，而伪劣产品失调电压有时很大，根本无法使用。

（3）检查额定输出功率和放大倍数。线路连接同上，信号源频率为1kHz，BS-7701示波器X扫速开关放在0.3ms/格，Y衰减开关放在10V/格，调节信号源输出，使示波器屏幕上垂直方向有5格左右的波形，调同步钮使波形稳定，这时输出功率已达到35W左右。正品175功放集成块显示的波形稳定清晰，不失真，波形上没有振荡，记下这时波形正峰-负峰所占的格值。例如，实测某175功放集成块为4.8格，Vp-p=4.8格×10V/格=48V；Vrms=48V/2.828≈16.97V；已知R=8Ω，输出功率P=V2rms/R=16.972/8≈36W（175功放集成块指标为35W）。若是伪劣175功放集成块，这时立即显原形，波形上振荡严重，有的无法得到稳定波形，而大部分输出不了这么大的功率。保持信号源输出不变，将示波器输入夹子接到175功放集成块的输入端（如图1-21中虚线所示），将Y衰减开关减小至100mV/格，调同步钮使波形稳定，记下这时波形正峰-负峰所占的格值。例如实测某175功放集成块为6.8格。

Vp-p=6.8格×100mV/格=680mV

Vrms=680mV/2.828≈240mV

该175功放集成块的放大倍数K=16.97/0.24≈70.7倍，即增益=20 log70.7=37dB（175指标为30dB）。

以上测试结果均达到175功放集成块技术指标，证明其质量可靠。测试时应注意，测试时间不能过长，并注意175 功放集成块温度，因为长时间满功率正弦波输出，175 温升很快，容易烧坏。

2）测量彩电行输出管集电极高压脉冲波形

按图1-22（a）所示连接好线路，为了确保安全，彩电电源用1:1隔离变压器（不论彩电是热底板还是冷底板，因为有时要测开关电源和集电极波形），BS-7701示波器用100:1 TV探头，Y衰减放于3V/格，X扫速放于10μs/格，开电视机，选一正在播放的电视台，使图像同步稳定，将100:1 TV探头地线接电视机地，探头探针接行输出管集电极，调示波器同步钮使波形同步，这时示波器屏幕上可得到如图1-22（b）所示波形。这是长虹牌CJ-37A彩电行输出管集电极波形，其脉冲峰值电压在示波器屏幕上占2.9格，则其峰值电压为2.9格×3V/格×100=870V，与其标称电压880V相符。两个脉冲间隔为6.4格，则周期为6.4格×10μs/格=64μs。不同彩电，其脉冲峰值电压和波形略有差异，但其形态是一样的。示波器显示的波形应清晰，没有其他杂波，经常用示波器观察波形，可积累经验，快速找到故障点。